课题3 金属资源的利用和保护
INCLUDEPICTURE "知识点一j.TIF" INCLUDEPICTURE "知识点一j.TIF" \* MERGEFORMAT 金属资源利用
1．(2021·鸡西期末)常见的金属矿石赤铁矿的主要成分是( )
A．Fe2O3 B．Fe3O4
C．FeCO3 D．Al2O3
2．从环保角度分析最不宜炼铁的是( )
A．赤铁矿(Fe2O3) B．磁铁矿(Fe3O4)
C．黄铁矿(FeS2) D．菱铁矿(FeCO3)
INCLUDEPICTURE "知识点二j.TIF" INCLUDEPICTURE "知识点二j.TIF" \* MERGEFORMAT 铁的冶炼
3．工业炼铁中，CO与Fe2O3反应时，作还原剂的物质是( )
A．CO B．CO2
C．Fe2O3 D．Fe
4．下列关于工业炼铁的叙述中错误的是( )
A．使用的设备是高炉
B．主要原料为铁矿石、石灰石、焦炭和热空气等
C．主要原理是2Fe2O3＋3C4Fe＋3CO2↑
D．主要产物为生铁
5．(2021·长沙质检)如图是实验室模拟工业炼铁的实验装置图，下列说法不正确的是( )
A．B处玻璃管内发生的化学反应是利用CO的还原性
B．在点燃酒精喷灯前，应先通入CO气体排尽装置中的空气
C．该实验可以观察到B处固体从黑色逐渐变成红色
D．该模拟实验缺少尾气处理装置，会污染空气
6．(2021·龙岩期末)工业炼铁把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，从下方通入热空气，焦炭燃烧，生成的二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧化碳气体，一氧化碳跟氧化铁在高温下反应生成铁。根据上述材料写出高炉炼铁过程中发生反应的主要化学方程式：__ __ __ __、__ __、
__ __ __ __。
其中，石灰石起的作用是__ __。
7．欲冶炼100 t含铁量为98%的生铁，需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量是多少？
INCLUDEPICTURE "知识点三j.TIF" INCLUDEPICTURE "知识点三j.TIF" \* MERGEFORMAT 金属资源的锈蚀和防护
8．下列环境中的铁制品最容易生锈的是( )
A．疏松潮湿土壤中的铸铁管道
B．涂油的自行车链条
C．镀铬的水龙头
D．盛水的不锈钢水杯
9．改革开放以来，中国航运经济取得迅猛发展，现在已成为航运大国，正向航运强国迈进。为保证船舶的使用寿命，船舶要进行防锈处理，下列防锈措施不可行的是( )
A．刷防锈漆
B．用抗锈蚀性能优异的合金制造船舶的零部件
C．给某些部位涂油
D．船体表面镀一层黄金
10.线上学习，居家实验。小明用三枚洁净无锈的铁钉，设计如图所示实验，探究铁生锈的条件。下列说法错误的是( )
A．乙试管中植物油的作用是隔绝空气
B．只有甲试管中的铁钉有明显锈迹
C．乙丙两支试管的实验现象说明铁生锈需要水
D．实验表明铁生锈是铁与空气和水共同作用的结果
11．金属材料在生产、生活中有着广泛应用。请回答下列问题：
(1)铝块能制成用于包装的铝箔，是由于铝具有很好的__ __。
(2)每年世界上钢铁的产量虽然很高，但钢铁的锈蚀也给人类带来了巨大的损失；钢铁锈蚀实际上是铁跟空气中的__ __和__ __共同作用的结果。
(3)为了减少损失，有效的保护金属资源，人们采用了很多方法防止铁制品锈蚀。请你写出一种有效的方法__ __。
12．(2021·威海质检)下列关于金属资源的说法中，不正确的是( )
A．自然界中的金属资源是取之不尽的
B．回收废旧金属可以保护金属资源和环境
C．合理开发矿物资源，寻找金属替代品都是保护金属资源的有效途径
D．自然界中的金属除少数不活泼的如金、银等以单质的形式存在，大部分都以化合物的形式存在
13．如图是探究铁钉锈蚀条件的4个实验，一段时间后观察现象。下列说法不正确的是( )
A.①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是甲
B．①②对比说明铁生锈需要空气，①③对比说明铁生锈需要水
C．③中附着在棉花上的氯化钙的作用是作干燥剂
D．四个实验中，生锈最快的是④中的铁钉
14．(2021·河北中考)下列有关金属及合金的说法错误的是( )
A．金属在常温下大多数都是固体
B．铝合金的硬度比铝的硬度小
C．铁制品在潮湿的空气中易生锈
D．钢铁是使用最多的金属材料
15．(2021·重庆中考B)2021年3月，四川“三星堆遗址”已出土黄金面具、青铜艺术品、象牙、残存的丝织品等重要文物，其中青铜为合金。
(1)下列物质中属于金属材料的有__ __(填字母)。
A．象牙 B．黄金 C．丝织品 D．青铜
(2)青铜的硬度比纯铜__ __(填“大”或“小”)。
(3)铜制品长期暴露在空气中能与空气中的O2、H2O和__ __化合生成铜锈【主要成分是Cu(OH)2CO3】。
(4)黄铜是铜锌合金，区分黄铜和纯铜发生反应的化学方程式为__ __。
16.(2021·张家口模拟)如图装置中“暖宝宝贴”(主要成分为铁粉、木炭和食盐)，铁粉锈蚀消耗的水忽略不计，玻璃瓶容积为220 mL，实验结束后玻璃瓶中水的总体积为58 mL。
(1)铁粉生锈实际上是铁与__ __共同作用的结果。
(2)反应后水进入玻璃瓶的原因是__ __。
(3)实验测得空气中氧气的体积分数为__ __。
17．如图是实验室模拟工业炼铁的装置，请回答问题：
(1)装置中仪器A的名称是__ __。
(2)连接好装置后，在加入药品前应先进行的操作是__ __。
(3)实验过程中，观察到澄清石灰水变浑浊，说明有__ __生成。
(4)请写出Fe2O3与CO反应的化学方程式__ __。
(5)一氧化碳有毒，需进行尾气处理，可以采取的方法是__ __(任写一种)。
18．如图为利用W形管进行CO还原氧化铁的实验装置图。回答下列问题：
(1)已知甲酸(HCOOH)在浓硫酸作用下发生分解反应，该反应化学方程式为__ __。
(2)CO还原氧化铁的化学方程式为__ __。
(3)实验开始时，两个用于加热的仪器(酒精灯与酒精喷灯)应该先点着__ __，原因是__ __。
(4)装置尾部连有气球，其作用是__ __。
(5)这套微型实验装置的优点是(写出1点即可)
__ __。
PAGE课题3 金属资源的利用和保护
INCLUDEPICTURE "知识点一j.TIF" INCLUDEPICTURE "知识点一j.TIF" \* MERGEFORMAT 金属资源利用
1．(2021·鸡西期末)常见的金属矿石赤铁矿的主要成分是(A)
A．Fe2O3 B．Fe3O4
C．FeCO3 D．Al2O3
【解析】赤铁矿的主要成分是Fe2O3；磁铁矿的主要成分是Fe3O4；菱铁矿的主要成分是FeCO3；铝土矿的主要成分是Al2O3。
2．从环保角度分析最不宜炼铁的是(C)
A．赤铁矿(Fe2O3) B．磁铁矿(Fe3O4)
C．黄铁矿(FeS2) D．菱铁矿(FeCO3)
【解析】黄铁矿含铁量低，且含有对环境有害的元素硫，在冶炼过程中会产生有毒气体二氧化硫，污染环境，因此黄铁矿不宜炼铁。
INCLUDEPICTURE "知识点二j.TIF" INCLUDEPICTURE "知识点二j.TIF" \* MERGEFORMAT 铁的冶炼
3．工业炼铁中，CO与Fe2O3反应时，作还原剂的物质是(A)
A．CO B．CO2
C．Fe2O3 D．Fe
【解析】上述反应中，CO具有还原性，能将Fe2O3中的铁还原出来。故作还原剂的物质为CO。
4．下列关于工业炼铁的叙述中错误的是(C)
A．使用的设备是高炉
B．主要原料为铁矿石、石灰石、焦炭和热空气等
C．主要原理是2Fe2O3＋3C4Fe＋3CO2↑
D．主要产物为生铁
【解析】炼铁的设备是高炉；工业炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石、热空气等；工业炼铁就是在高温的条件下，用一氧化碳来还原氧化铁，生成铁和二氧化碳；工业炼的铁中含有杂质，属于生铁。
5．(2021·长沙质检)如图是实验室模拟工业炼铁的实验装置图，下列说法不正确的是(C)
A．B处玻璃管内发生的化学反应是利用CO的还原性
B．在点燃酒精喷灯前，应先通入CO气体排尽装置中的空气
C．该实验可以观察到B处固体从黑色逐渐变成红色
D．该模拟实验缺少尾气处理装置，会污染空气
【解析】因为B处玻璃管发生的反应是一氧化碳和氧化铁反应生成二氧化碳和铁。故利用的是一氧化碳的还原性，故A正确；因为加热一氧化碳和空气、氧气的混合物会发生爆炸。所以需要在点燃酒精喷灯之前通入一氧化碳气体，故B正确；因为B处发生的反应是一氧化碳和氧化铁反应生成二氧化碳和铁。氧化铁为红棕色，铁为黑色，所以观察到的现象是固体由红色变为黑色，故C错误；反应生成的二氧化碳和澄清的石灰水反应，被吸收，但是通入的一氧化碳并没有处理装置，会污染空气 ，故D正确。
6．(2021·龙岩期末)工业炼铁把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，从下方通入热空气，焦炭燃烧，生成的二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧化碳气体，一氧化碳跟氧化铁在高温下反应生成铁。根据上述材料写出高炉炼铁过程中发生反应的主要化学方程式：__C__＋__O2CO2__、__C＋CO22CO__、
__3CO__＋Fe2O32Fe＋__3CO2__。
其中，石灰石起的作用是__将矿石中的二氧化硅等杂质转变为炉渣而除去__。
【解析】高炉中焦炭燃烧，生成的二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧化碳气体，一氧化碳跟氧化铁在高温下反应生成铁，化学方程式C ＋ O2 CO2、 C＋CO22CO、3CO ＋Fe2O32Fe＋ 3CO2。在炼铁中石灰石起的作用是将矿石中的二氧化硅等杂质转变为炉渣而除去。
7．欲冶炼100 t含铁量为98%的生铁，需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量是多少？
【解析】100 t含铁量为98%的生铁中含铁量为100 t×98%＝98 t。
设生成98 t铁需要氧化铁的质量为x，则：
3CO＋Fe2O32Fe＋ 3CO2
160 112
x 98 t
＝，x＝140 t
则需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量为140 t÷80%＝175 t。
答：需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量为175 t。
答案：175 t(计算过程见解析)
INCLUDEPICTURE "知识点三j.TIF" INCLUDEPICTURE "知识点三j.TIF" \* MERGEFORMAT 金属资源的锈蚀和防护
8．下列环境中的铁制品最容易生锈的是(A)
A．疏松潮湿土壤中的铸铁管道
B．涂油的自行车链条
C．镀铬的水龙头
D．盛水的不锈钢水杯
【解析】疏松潮湿土壤中的铸铁管道与水和氧气同时接触，最易锈蚀，故A正确；涂油的自行车链条没有与水接触，不易发生锈蚀，故B错误； 镀铬的水龙头，隔绝了氧气，不易发生锈蚀，故C错误；不锈钢是一种铁合金，抗腐蚀性较强，不易发生锈蚀，故D错误。
9．改革开放以来，中国航运经济取得迅猛发展，现在已成为航运大国，正向航运强国迈进。为保证船舶的使用寿命，船舶要进行防锈处理，下列防锈措施不可行的是(D)
A．刷防锈漆
B．用抗锈蚀性能优异的合金制造船舶的零部件
C．给某些部位涂油
D．船体表面镀一层黄金
【解析】船舶要进行防锈处理，刷防锈漆，能使铁制品与氧气和水隔绝，能防止生锈；用抗锈蚀性能优异的合金制造船舶的零部件，能防止生锈；给某些部位涂油，能使铁制品与氧气和水隔绝，能防止生锈；船体表面镀一层黄金，能防止生锈，但成本太高，该防锈措施不可行。
10.线上学习，居家实验。小明用三枚洁净无锈的铁钉，设计如图所示实验，探究铁生锈的条件。下列说法错误的是(C)
A．乙试管中植物油的作用是隔绝空气
B．只有甲试管中的铁钉有明显锈迹
C．乙丙两支试管的实验现象说明铁生锈需要水
D．实验表明铁生锈是铁与空气和水共同作用的结果
【解析】实验中，甲试管中的铁钉与氧气、水同时接触，发生了锈蚀；乙试管中的铁钉只与水接触，没有发生锈蚀；丙试管中的铁钉只与氧气接触，没有锈蚀。乙试管中植物油的作用是隔绝空气，防止氧气溶于水中，A正确；由以上分析可知，只有甲试管中的铁钉有明显锈迹，B正确；由以上分析可知，乙丙两支试管中的铁钉都没有锈蚀，不能说明铁生锈需要水，C错误；由甲、乙、丙三个实验对比可知，铁生锈是铁与空气和水共同作用的结果，D正确。
11．金属材料在生产、生活中有着广泛应用。请回答下列问题：
(1)铝块能制成用于包装的铝箔，是由于铝具有很好的__延展性__。
(2)每年世界上钢铁的产量虽然很高，但钢铁的锈蚀也给人类带来了巨大的损失；钢铁锈蚀实际上是铁跟空气中的__氧气__和__水__共同作用的结果。
(3)为了减少损失，有效的保护金属资源，人们采用了很多方法防止铁制品锈蚀。请你写出一种有效的方法__在钢铁制品表面覆盖保护层(或其他合理答案)__。
【解析】(1)铝块能制成用于包装的铝箔，是由于铝具有很好的延展性。(2)钢铁锈蚀实际上是铁跟空气中的氧气、水共同作用的结果。(3)在钢铁制品表面覆盖保护层、改变金属的内部结构、制成合金等都是防止铁制品锈蚀的有效方法。
12．(2021·威海质检)下列关于金属资源的说法中，不正确的是(A)
A．自然界中的金属资源是取之不尽的
B．回收废旧金属可以保护金属资源和环境
C．合理开发矿物资源，寻找金属替代品都是保护金属资源的有效途径
D．自然界中的金属除少数不活泼的如金、银等以单质的形式存在，大部分都以化合物的形式存在
【解析】金属资源属于不可再生资源，自然界中的金属资源并不是取之不尽的，故A错误；回收废旧金属可以保护金属资源，可以减少冶炼时产生的污染，保护环境，故B正确；合理开发矿物资源，寻找金属替代品，都是保护金属资源的有效途径，故C正确；自然界中的金属除少数不活泼的如金、银等以单质的形式存在，大部分都以化合物的形式存在，故D正确。
13．如图是探究铁钉锈蚀条件的4个实验，一段时间后观察现象。下列说法不正确的是(A)
A.①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是甲
B．①②对比说明铁生锈需要空气，①③对比说明铁生锈需要水
C．③中附着在棉花上的氯化钙的作用是作干燥剂
D．四个实验中，生锈最快的是④中的铁钉
【解析】①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是乙，乙处铁钉最易与氧气、水充分接触，故A错误；①中的铁钉能与氧气、水充分接触；②中的铁钉只能与水接触；③中的铁钉只能与干燥的空气接触；一段时间后，①中的铁钉生锈，另外两支试管的铁钉没有生锈，①②对比说明铁生锈需要空气，①③对比说明铁生锈需要水，故B正确；氯化钙具有吸水性，③中附着在棉花上的氯化钙的作用是作干燥剂，故C正确；④中铁钉接触到的是纯氧气，四个实验中，生锈最快的是④中的铁钉，故D正确。
14．(2021·河北中考)下列有关金属及合金的说法错误的是(B)
A．金属在常温下大多数都是固体
B．铝合金的硬度比铝的硬度小
C．铁制品在潮湿的空气中易生锈
D．钢铁是使用最多的金属材料
【解析】金属在常温下大多数都是固体，只有汞是液体，A正确；合金的硬度比纯金属大，因此铝合金的硬度比铝的硬度大，B错误；铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程，潮湿的空气中既含有氧气，又含有水蒸气，满足铁生锈的条件，因此铁制品在潮湿的空气中易生锈，C正确；目前人类每年要提取数以亿吨计的金属，其中提取量最大的是铁，钢铁是使用最多的金属材料，D正确。
15．(2021·重庆中考B)2021年3月，四川“三星堆遗址”已出土黄金面具、青铜艺术品、象牙、残存的丝织品等重要文物，其中青铜为合金。
(1)下列物质中属于金属材料的有__BD__(填字母)。
A．象牙 B．黄金 C．丝织品 D．青铜
(2)青铜的硬度比纯铜__大__(填“大”或“小”)。
(3)铜制品长期暴露在空气中能与空气中的O2、H2O和__CO2__化合生成铜锈【主要成分是Cu(OH)2CO3】。
(4)黄铜是铜锌合金，区分黄铜和纯铜发生反应的化学方程式为__Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑__。
【解析】(1)象牙不属于金属材料；黄金属于金属材料；丝织品属于天然材料；青铜是铜的合金，属于金属材料；(2)合金比组成它的纯金属的硬度大，青铜是铜的合金；(3)根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，生成物中含Cu、O、C、H，反应物中含Cu、O、H，故还应含C元素，空气中只有二氧化碳含碳元素，故铜制品长期暴露在空气中能与空气中的氧气、水和二氧化碳反应生成铜锈；(4)黄铜是铜锌合金，锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，产生气泡，铜与稀硫酸不反应，无明显现象，故可加入稀硫酸区分。
16.(2021·张家口模拟)如图装置中“暖宝宝贴”(主要成分为铁粉、木炭和食盐)，铁粉锈蚀消耗的水忽略不计，玻璃瓶容积为220 mL，实验结束后玻璃瓶中水的总体积为58 mL。
(1)铁粉生锈实际上是铁与__氧气、水__共同作用的结果。
(2)反应后水进入玻璃瓶的原因是__铁生锈消耗瓶内氧气，使容器内外产生压强差__。
(3)实验测得空气中氧气的体积分数为__19%__。
【解析】(1)铁粉生锈是铁与氧气、水共同作用的结果。(2)铁生锈消耗瓶内氧气，使容器内外产生压强差。(3)空气中氧气的体积分数为×100%＝19%。
17．如图是实验室模拟工业炼铁的装置，请回答问题：
(1)装置中仪器A的名称是__试管__。
(2)连接好装置后，在加入药品前应先进行的操作是__检查装置的气密性__。
(3)实验过程中，观察到澄清石灰水变浑浊，说明有__二氧化碳__生成。
(4)请写出Fe2O3与CO反应的化学方程式__3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2__。
(5)一氧化碳有毒，需进行尾气处理，可以采取的方法是__尾气点燃处理(合理即可)__(任写一种)。
【解析】(1)装置中仪器A是试管。(2)连接好装置后，在加入药品前应先检查装置的气密性。(3)二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水，所以澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成。(4)在高温的条件下，一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳。(5)一氧化碳有毒，需进行尾气处理，可以采取的方法有将尾气点燃处理或将尾气收集起来等。
18．如图为利用W形管进行CO还原氧化铁的实验装置图。回答下列问题：
(1)已知甲酸(HCOOH)在浓硫酸作用下发生分解反应，该反应化学方程式为__HCOOHCO↑＋H2O__。
(2)CO还原氧化铁的化学方程式为__3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2__。
(3)实验开始时，两个用于加热的仪器(酒精灯与酒精喷灯)应该先点着__酒精灯__，原因是__装置内的空气与一氧化碳的混合气体加热时可能会发生爆炸，先点燃酒精灯，甲酸分解产生的一氧化碳可以排净装置内的空气，以防加热时发生爆炸__。
(4)装置尾部连有气球，其作用是__收集尾气，防止造成空气污染__。
(5)这套微型实验装置的优点是(写出1点即可)
__节约药品(或环保，答案合理即可)__。
【解析】(1)甲酸可以在浓硫酸作用下分解生成一氧化碳和水，反应的化学方程式为HCOOHCO↑＋H2O；(2)在高温的条件下，一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 ；(3)实验开始时，两个用于加热的仪器(酒精灯与酒精喷灯)应该先点着酒精灯，原因是装置内的空气与一氧化碳的混合气体加热时可能会发生爆炸，先点燃酒精灯，甲酸分解产生的一氧化碳可以排净装置内的空气，以防加热时发生爆炸；(4)尾气中含有有毒的一氧化碳，装置尾部连有气球，其作用是收集尾气，防止造成空气污染；(5)这套微型实验装置的优点是节约药品、环保等。
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